UEPG 2024 — questão 23 de Física

Gabarito 11Dinâmica — atrito cinético num plano horizontal: força resultante, aceleração e energia dissipadaVestibular de Verão · Conhecimentos Gerais (somatória)

Enunciado da questão 23 de Física do UEPG 2024 — Enunciado — imagem da prova

Enunciado em texto

Um bloco tem uma massa de 500 g e encontra-se em movimento sob um plano horizontal, conforme a figura a seguir. Sabendo que o coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco e o plano é 0,2 e que o módulo da força externa $\vec{F}$ é de 2 N, assinale o que for correto.

[Figura: bloco retangular apoiado num plano horizontal, com uma seta horizontal saindo do lado direito do bloco, apontando para a direita (a força F).]

Dado: aceleração da gravidade, $g = 10\ \text{m/s}^2$ .

(01) Na situação em questão, a força resultante que atua no bloco e a força de atrito têm o mesmo módulo, mas sentidos opostos.

(02) O módulo da aceleração do bloco é de $2\ \text{m/s}^2$ .

(04) A força de atrito não depende da massa do bloco.

(08) A cada metro percorrido pelo bloco, o módulo da energia dissipada devido à força de atrito é de 1 J.

(Enunciado e figura: Vestibular 2023 (2ª etapa) UEPG — UEPG.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG), Coordenadoria de Processos de Seleção (CPS).

Resolução comentada

O que a questão pede: julgar quatro afirmações sobre um bloco de 0,5 kg puxado por 2 N num plano com atrito (μ = 0,2). O bloco se move no sentido de F, para a direita.

Passo 1 — o atrito. No plano horizontal, a normal equilibra o peso:

$N = m g = 0{,}5 \cdot 10 = 5\ \text{N}$

$f_{at} = \mu N = 0{,}2 \cdot 5 = 1\ \text{N}$

O atrito aponta contra o movimento, para a esquerda.

Passo 2 — a resultante e a aceleração:

$F_R = 2 - 1 = 1\ \text{N}\ (\text{para a direita})$

$a = \frac{F_R}{m} = \frac{1}{0{,}5} = 2\ \text{m/s}^2$

(01) Verdadeira. A resultante vale 1 N para a direita e o atrito vale 1 N para a esquerda: mesmo módulo, sentidos opostos. (É uma coincidência dos números: F é exatamente o dobro do atrito.)

(02) Verdadeira. a = 2 m/s².

(04) Falsa. O atrito é $\mu N$ , e aqui $N = mg$ : dobrando a massa, dobra o atrito.

(08) Verdadeira. O trabalho do atrito em 1 m tem módulo

$|\tau_{at}| = f_{at} \cdot d = 1 \cdot 1 = 1\ \text{J}$

e essa é a energia dissipada (vira calor) a cada metro.

⚠️ A armadilha: na (02), esquecer o atrito e fazer $a = F/m = 2/0{,}5 = 4$ m/s². A aceleração vem da resultante, não de uma força isolada.

A ideia em uma frase: no plano horizontal, atrito = μmg; a aceleração vem da resultante, F menos o atrito.

Resposta: soma 11 (01 + 02 + 08).

Vídeo em breve

A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.

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